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Some code reformat in evaluate_pieces
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 02d740eccbc765b32386592fdab902e2a7c31d3f..3a10acbaaaac59886ee63d093e8510127e196aef 100644 (file)
 
 #include "bitcount.h"
 #include "evaluate.h"
+#include "material.h"
+#include "pawns.h"
 #include "thread.h"
 #include "ucioption.h"
 
-using namespace Eval;
-
 namespace {
 
+  // Struct EvalInfo contains various information computed and collected
+  // by the evaluation functions.
+  struct EvalInfo {
+
+    // Pointers to material and pawn hash table entries
+    Material::Entry* mi;
+    Pawns::Entry* pi;
+
+    // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
+    // attacked by a given color and piece type, attackedBy[color][ALL_PIECES]
+    // contains all squares attacked by the given color.
+    Bitboard attackedBy[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB];
+
+    // kingRing[color] is the zone around the king which is considered
+    // by the king safety evaluation. This consists of the squares directly
+    // adjacent to the king, and the three (or two, for a king on an edge file)
+    // squares two ranks in front of the king. For instance, if black's king
+    // is on g8, kingRing[BLACK] is a bitboard containing the squares f8, h8,
+    // f7, g7, h7, f6, g6 and h6.
+    Bitboard kingRing[COLOR_NB];
+
+    // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
+    // which attack a square in the kingRing of the enemy king.
+    int kingAttackersCount[COLOR_NB];
+
+    // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weight" of the pieces of the
+    // given color which attack a square in the kingRing of the enemy king. The
+    // weights of the individual piece types are given by the variables
+    // QueenAttackWeight, RookAttackWeight, BishopAttackWeight and
+    // KnightAttackWeight in evaluate.cpp
+    int kingAttackersWeight[COLOR_NB];
+
+    // kingAdjacentZoneAttacksCount[color] is the number of attacks to squares
+    // directly adjacent to the king of the given color. Pieces which attack
+    // more than one square are counted multiple times. For instance, if black's
+    // king is on g8 and there's a white knight on g5, this knight adds
+    // 2 to kingAdjacentZoneAttacksCount[BLACK].
+    int kingAdjacentZoneAttacksCount[COLOR_NB];
+  };
+
   // Evaluation grain size, must be a power of 2
   const int GrainSize = 8;
 
@@ -110,37 +150,23 @@ namespace {
 
   #undef S
 
-  const Score BishopPinBonus = make_score(66, 11);
-
-  // Bonus for having the side to move (modified by Joona Kiiski)
   const Score Tempo = make_score(24, 11);
 
-  // Rooks and queens on the 7th rank
-  const Score RookOn7thBonus  = make_score(11, 20);
-  const Score QueenOn7thBonus = make_score( 3,  8);
-
-  // Rooks and queens attacking pawns on the same rank
-  const Score RookOnPawnBonus  = make_score(10, 28);
-  const Score QueenOnPawnBonus = make_score( 4, 20);
-
-  // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
-  const Score RookOpenFileBonus     = make_score(43, 21);
-  const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 10);
-
-  // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
-  // right to castle.
-  const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
-
-  // Penalty for bishop with pawns on the same coloured squares
-  const Score BishopPawnsPenalty = make_score(8, 12);
+  const Score BishopPinBonus         = make_score(66, 11);
+  const Score RookOn7thBonus         = make_score(11, 20);
+  const Score QueenOn7thBonus        = make_score( 3,  8);
+  const Score RookOnPawnBonus        = make_score(10, 28);
+  const Score QueenOnPawnBonus       = make_score( 4, 20);
+  const Score RookOpenFileBonus      = make_score(43, 21);
+  const Score RookHalfOpenFileBonus  = make_score(19, 10);
+  const Score BishopPawnsPenalty     = make_score(8, 12);
+  const Score UndefendedMinorPenalty = make_score(25, 10);
+  const Score TrappedRookPenalty     = make_score(90, 0);
 
   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
   // happen in Chess960 games.
-  const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(100, 100);
-
-  // Penalty for an undefended bishop or knight
-  const Score UndefendedMinorPenalty = make_score(25, 10);
+  const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(50, 50);
 
   // The SpaceMask[Color] contains the area of the board which is considered
   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
@@ -200,27 +226,27 @@ namespace {
 
   // Function prototypes
   template<bool Trace>
-  Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei);
+  Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin);
 
   template<Color Us>
-  void init_eval_info(const Position& pos, Info& ei);
+  void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, Info& ei, Score& mobility);
+  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility);
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_king(const Position& pos, Info& ei, Value margins[]);
+  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]);
 
   template<Color Us>
-  Score evaluate_threats(const Position& pos, Info& ei);
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
   template<Color Us>
-  int evaluate_space(const Position& pos, Info& ei);
+  int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
   template<Color Us>
-  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, Info& ei);
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
-  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, Info& ei);
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
   Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf);
   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
@@ -236,8 +262,8 @@ namespace Eval {
   /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
   /// between them based on the remaining material.
 
-  Value evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info* ei) {
-    return do_evaluate<false>(pos, margin, *ei);
+  Value evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
+    return do_evaluate<false>(pos, margin);
   }
 
 
@@ -273,7 +299,6 @@ namespace Eval {
 
     Value margin;
     std::string totals;
-    Info ei;
 
     Search::RootColor = pos.side_to_move();
 
@@ -281,7 +306,7 @@ namespace Eval {
     TraceStream << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2);
     memset(TracedScores, 0, 2 * 16 * sizeof(Score));
 
-    do_evaluate<true>(pos, margin, ei);
+    do_evaluate<true>(pos, margin);
 
     totals = TraceStream.str();
     TraceStream.str("");
@@ -317,10 +342,11 @@ namespace Eval {
 namespace {
 
 template<bool Trace>
-Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
+Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
   assert(!pos.checkers());
 
+  EvalInfo ei;
   Value margins[COLOR_NB];
   Score score, mobilityWhite, mobilityBlack;
   Thread* th = pos.this_thread();
@@ -443,7 +469,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
   // pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
 
   template<Color Us>
-  void init_eval_info(const Position& pos, Info& ei) {
+  void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -466,7 +492,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 
   template<PieceType Piece, Color Us>
-  Score evaluate_outposts(const Position& pos, Info& ei, Square s) {
+  Score evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -492,12 +518,10 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
 
   template<PieceType Piece, Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_pieces(const Position& pos, Info& ei, Score& mobility, Bitboard mobilityArea) {
+  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility, Bitboard mobilityArea) {
 
     Bitboard b;
-    Square s, ksq;
-    int mob;
-    File f;
+    Square s;
     Score score = SCORE_ZERO;
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
@@ -508,14 +532,9 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
     while ((s = *pl++) != SQ_NONE)
     {
         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
-        if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
-            b = pos.attacks_from<Piece>(s);
-        else if (Piece == BISHOP)
-            b = attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN));
-        else if (Piece == ROOK)
-            b = attacks_bb<ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN));
-        else
-            assert(false);
+        b = Piece == BISHOP ? attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN))
+          : Piece ==   ROOK ? attacks_bb<  ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN))
+                            : pos.attacks_from<Piece>(s);
 
         ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
 
@@ -528,9 +547,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount<Max15>(bb);
         }
 
-        mob = (Piece != QUEEN ? popcount<Max15>(b & mobilityArea)
-                              : popcount<Full >(b & mobilityArea));
-
+        int mob = popcount<Piece == QUEEN ? Full : Max15>(b & mobilityArea);
         mobility += MobilityBonus[Piece][mob];
 
         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
@@ -538,8 +555,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
         if (ei.attackedBy[Them][PAWN] & s)
             score -= ThreatenedByPawnPenalty[Piece];
 
-        // Otherwise give a bonus if we are a bishop and can pin a piece or
-        // can give a discovered check through an x-ray attack.
+        // Otherwise give a bonus if we are a bishop and can pin a piece or can
+        // give a discovered check through an x-ray attack.
         else if (    Piece == BISHOP
                  && (PseudoAttacks[Piece][pos.king_square(Them)] & s)
                  && !more_than_one(BetweenBB[s][pos.king_square(Them)] & pos.pieces()))
@@ -554,79 +571,54 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
             && !(pos.pieces(Them, PAWN) & attack_span_mask(Us, s)))
             score += evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
 
-        if ((Piece == ROOK || Piece == QUEEN) && relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
+        if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
+            && relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
         {
-            // Major piece on 7th rank
+            // Major piece on 7th rank and enemy king trapped on 8th
             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
-                score += (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
+                score += Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus;
 
-            // Major piece attacking pawns on the same rank
+            // Major piece attacking enemy pawns on the same rank
             Bitboard pawns = pos.pieces(Them, PAWN) & rank_bb(s);
             if (pawns)
-                score += (Piece == ROOK ? RookOnPawnBonus
-                                        : QueenOnPawnBonus) * popcount<Max15>(pawns);
-        }
-
-        // Special extra evaluation for bishops
-        if (Piece == BISHOP && pos.is_chess960())
-        {
-            // An important Chess960 pattern: A cornered bishop blocked by
-            // a friendly pawn diagonally in front of it is a very serious
-            // problem, especially when that pawn is also blocked.
-            if (s == relative_square(Us, SQ_A1) || s == relative_square(Us, SQ_H1))
-            {
-                Square d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? DELTA_E : DELTA_W);
-                if (pos.piece_on(s + d) == make_piece(Us, PAWN))
-                {
-                    if (!pos.is_empty(s + d + pawn_push(Us)))
-                        score -= 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
-                    else if (pos.piece_on(s + 2*d) == make_piece(Us, PAWN))
-                        score -= TrappedBishopA1H1Penalty;
-                    else
-                        score -= TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
-                }
-            }
+                score += popcount<Max15>(pawns) * (Piece == ROOK ? RookOnPawnBonus : QueenOnPawnBonus);
         }
 
         // Special extra evaluation for rooks
         if (Piece == ROOK)
         {
-            // Open and half-open files
-            f = file_of(s);
-            if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
-            {
-                if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
-                    score += RookOpenFileBonus;
-                else
-                    score += RookHalfOpenFileBonus;
-            }
+            // Give a bonus for a rook on a open or half-open file
+            if (ei.pi->half_open(Us, file_of(s)))
+                score += ei.pi->half_open(Them, file_of(s)) ? RookOpenFileBonus
+                                                            : RookHalfOpenFileBonus;
+            if (mob > 6 || ei.pi->half_open(Us, file_of(s)))
+                continue;
+
+            Square ksq = pos.king_square(Us);
 
             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
             // king has lost right to castle.
-            if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
-                continue;
-
-            ksq = pos.king_square(Us);
+            if (   ((file_of(ksq) < FILE_E) == (file_of(s) < file_of(ksq)))
+                && rank_of(ksq) == rank_of(s)
+                && relative_rank(Us, ksq) == RANK_1
+                && !ei.pi->half_open_on_side(Us, file_of(ksq), file_of(ksq) < FILE_E))
+                score -= (TrappedRookPenalty - make_score(mob * 8, 0)) * (pos.can_castle(Us) ? 1 : 2);
+        }
 
-            if (    file_of(ksq) >= FILE_E
-                &&  file_of(s) > file_of(ksq)
-                && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || rank_of(ksq) == rank_of(s)))
-            {
-                // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
-                if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, file_of(ksq)))
-                    score -= make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
-                                                           : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
-            }
-            else if (    file_of(ksq) <= FILE_D
-                     &&  file_of(s) < file_of(ksq)
-                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || rank_of(ksq) == rank_of(s)))
-            {
-                // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
-                if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, file_of(ksq)))
-                    score -= make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
-                                                           : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
-            }
+        // An important Chess960 pattern: A cornered bishop blocked by a friendly
+        // pawn diagonally in front of it is a very serious problem, especially
+        // when that pawn is also blocked.
+        if (   Piece == BISHOP
+            && pos.is_chess960()
+            && (s == relative_square(Us, SQ_A1) || s == relative_square(Us, SQ_H1)))
+        {
+            const enum Piece P = make_piece(Us, PAWN);
+            Square d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? DELTA_E : DELTA_W);
+            if (pos.piece_on(s + d) == P)
+                score -= !pos.is_empty(s + d + pawn_push(Us)) ? TrappedBishopA1H1Penalty * 4
+                        : pos.piece_on(s + d + d) == P        ? TrappedBishopA1H1Penalty * 2
+                                                              : TrappedBishopA1H1Penalty;
         }
     }
 
@@ -641,7 +633,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
   // and the type of attacked one.
 
   template<Color Us>
-  Score evaluate_threats(const Position& pos, Info& ei) {
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -649,8 +641,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
     Score score = SCORE_ZERO;
 
     // Undefended minors get penalized even if not under attack
-    undefendedMinors =  pos.pieces(Them)
-                      & (pos.pieces(BISHOP) | pos.pieces(KNIGHT))
+    undefendedMinors =  pos.pieces(Them, BISHOP, KNIGHT)
                       & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES];
 
     if (undefendedMinors)
@@ -683,14 +674,14 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
   // pieces of a given color.
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, Info& ei, Score& mobility) {
+  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
     Score score = mobility = SCORE_ZERO;
 
     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
-    const Bitboard mobilityArea = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces(Us));
+    const Bitboard mobilityArea = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces(Us, PAWN, KING));
 
     score += evaluate_pieces<KNIGHT, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
     score += evaluate_pieces<BISHOP, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
@@ -708,7 +699,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_king(const Position& pos, Info& ei, Value margins[]) {
+  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -821,7 +812,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
   // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
 
   template<Color Us>
-  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, Info& ei) {
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -872,16 +863,19 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
                 else
                     unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
 
-                // If there aren't enemy attacks or pieces along the path to queen give
-                // huge bonus. Even bigger if we protect the pawn's path.
-                if (!unsafeSquares)
-                    ebonus += Value(rr * (squaresToQueen == defendedSquares ? 17 : 15));
-                else
-                    // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
-                    // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
-                    // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
-                    // if no, somewhat smaller bonus.
-                    ebonus += Value(rr * ((unsafeSquares & defendedSquares) == unsafeSquares ? 13 : 8));
+                // If there aren't enemy attacks huge bonus, a bit smaller if at
+                // least block square is not attacked, otherwise smallest bonus.
+                int k = !unsafeSquares ? 15 : !(unsafeSquares & blockSq) ? 9 : 3;
+
+                // Big bonus if the path to queen is fully defended, a bit less
+                // if at least block square is defended.
+                if (defendedSquares == squaresToQueen)
+                    k += 6;
+
+                else if (defendedSquares & blockSq)
+                    k += (unsafeSquares & defendedSquares) == unsafeSquares ? 4 : 2;
+
+                mbonus += Value(k * rr), ebonus += Value(k * rr);
             }
         } // rr != 0
 
@@ -919,7 +913,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
   // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides, this is quite
   // conservative and returns a winning score only when we are very sure that the pawn is winning.
 
-  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, Info& ei) {
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     Bitboard b, b2, blockers, supporters, queeningPath, candidates;
     Square s, blockSq, queeningSquare;
@@ -1084,7 +1078,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
   // material hash table. The aim is to improve play on game opening.
   template<Color Us>
-  int evaluate_space(const Position& pos, Info& ei) {
+  int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);